国内外研究现状近年来，随着人们生活水平的不断提高和探索物质世界的逐渐深入，人们对电能的传输方式和传输质量也有了新的要求。传统的电能传输主要是由导线或导体直接接触进行的，接触产生的火花、滑动磨损、碳积累及带电导体裸露等带来了一系列问题。无线输电是一种利用无线电传输电力能量的技术，最早由尼古拉·特斯拉提出与传统的电能传输方式相比，无线输电的过程中供电和用电之间不存在电的直接连接，避免了裸露导体和接触火花，具有使用安全、方便等优点，因而受到了广大研究工作者的关注和重视。无线输电技术应用领域非常广泛，特别是在军事、矿山、水下、医疗、石油、交通等特殊和恶劣环境下具有广泛的应用前景。因此，对于无线输电技术的研究有着非常深远的意义。目前无线电能传输技术存在三种不同的方式：电磁感应，无线电波，磁耦合共振。这几种技术各有特点，并且取得了突破性进展。64218

1电磁感应

电磁感应方式采用了19世纪上半期发现的物理现象。众所周知，电流流过线圈时，周围会产生磁场。1820年，丹麦物理学家汉斯·奥斯特（Hans Oersted）发现了这种电磁效应。用没有通电的其他线圈接近该磁场，线圈中就会产生电流，由此点亮灯泡。1831年，英国物理学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）发现了这个可从线圈向线圈供电的物理现象，并称之为电磁感应现象。

这一技术最直接的应用就是电力变压器，它将系统的变压器紧密型耦合磁路分开,初、次级绕组分别绕在不同的磁性结构上,在电源和负载单元之间进行无需物理连接能量传递。其一次侧、二次侧之间通过磁耦合过程即变压器的互感来实现能量传递,但是气隙会导致的耦合系数的降低，所以必须提高一次侧的输入电源频率来补偿。任务书

理论和经验都表明:当原边电流频率、幅值越高,原、副边之间的气隙越小,磁心周围的相对磁导率越大时,该电力变压器的传输效率越高。但实际应用当中原副边之间的气隙不可能无限小,所以必须对原副边采取相应的补偿措施，并且不利于长距离能量传输。

这一技术的优点在于原理简单，容易实现，近距离能量传输的效率特别高，高达99% 。但是缺点在于传输距离短，稳定性差。对位移和频率变化的要求高。需要一次、二次线圈一直保持对齐，一旦出现相对位移，效率就会急剧下降。并且需要电源频率补偿。

图1 原副线圈分离的疏松式变压器

2无线电波

无线电波传输是将电能转化为微波，让微波传送到目标位置，再整流，转化成直流，给负载提供能量。只要设计出合理的接收平面形状，使用精度高，能定向的天线或高质量的平行激光束就可实现远距离传播电能。因为无线电波可以在微波范围内实现能量的定向传输。所以接收端采用硅整流二极管天线可以将微波转换回电能。论文网

早在1968年，美国工程师P Glaser 首先提出用微波电能传输技术的太阳能发电卫星，其基本构想是在外太空层建立太阳能微波发电基地，利用取之不尽的太阳能来进行发电，然后通过微波将电能传输到地面的接收装置，再将所接收的微波转变成电能供人类使用。这种构想的优点在于充分利用太阳发出的能量，整个过程是个太阳能、电能、微波、电能的能量转变过程。此外，美国宇航局的空间科学家John Mankins 也提出过类似的构想，通过在太空安装一组直径1km 的太阳能电池板采集太阳能，然后以定向微波或激光技术把能量传回地球通过地面上的转换器再转换成电能。如此算来，太阳每秒辐射17亿4千万亿瓦的能量，远高于人类有史以来发电总和。如果这种方法能够得到应用，那么对全球的能源危机的解决无疑是一个巨大的突破。